明渠流量計

利用明渠技術，以流速-水位運算法為基礎，通過測量流體液位高度，結合標準堰槽的幾何尺寸、邊坡係數、渠道精度、水力坡道、流速垂直平面修正係數，再經過儀器內部的微處理器運算得到流量。由於是非接觸測量，明渠流量計能在較惡劣的環境中應用。明渠流量計在微機控制下，發射和接收超聲波，根據傳輸時間計算出明渠流量計距被測液麪的距離，從而得到液位高度,由於該液位與流量之間有一定的比例關係，因此可根據計算公式最終得到液體流量Q。

多普勒明渠流量計

採用接觸式測量方法，將傳感器放置在渠道底部，通過流速-面積法，在兩個探頭一發一收之間，系統根據多普勒時間效應，測算出過水流速，再通過傳感器所在的區域截面積，根據公式換算出瞬時流量。

多聲道明渠流量計

又稱時差法明渠流量計，屬於在線式測量。運用超聲波時差法測量水流速。 在渠道兩側安裝超聲波時差法流速儀傳感器，測量水中平均流速，在通過超聲波水位計測量水位高度，通過流量計積算儀進行水力模型率定計算明渠瞬時流量。

明渠流量計應用場所有城市供水引水渠、火電廠冷卻引水河排水渠、污水治理流入和排放渠、工業企業廢水排放以及水利工程和農業灌溉用渠道等。 ^[1] 

超聲波明渠流量計

結構：一體式和分體式

測量範圍：0.1m³/h-99999.99m³/h，根據不同堰槽決定

累計流量：最大為429000000.00m³

液位測量精度：0.5%

分辨率：3mm或0.1%（取大者）

流量測量精度：標準堰槽1-5%

供電：220V/24V/12V，電池供電，太陽能供電等

防護等級：顯示儀表IP66,探頭IP68

多普勒明渠流量計

水位測量範圍（m）：0.02～3m，0.02～10m

流速範圍：0.03m/s～5.0m/s

測量分辨率：1mm/s

整機測量精度： 系統誤差±3‰

流量測量範圍：1升/秒～99999999m3/h

工作温度(℃)： －20℃～+60℃

最小水位分辨(mm)： ±1mm

信號輸出： RS485，MODBUS協議

供電電源： DC12V 、電池供電、太陽能供電等

無線傳輸：GPRS型RTU無線傳輸器

多聲道明渠流量計

測量流速精度：1.0%

流速範圍：±10m/s

測量渠道寬度：時差法0.5～10米

時差測量分辨率：40皮秒

環境温度：-20～70℃

工作温度：-20～70℃

介質温度：-20～80℃

防護等級：IP68

1、 精度等級和功能根據測量要求和使用場合由用户自行選擇，做到經濟合算。比如用於貿易結算、產品交接和能源計量的場合，應該選擇精度等級高的多普勒明渠流量計；用於過程控制的場合，根據控制要求選擇不 同精度等級;有些僅僅是檢測一下流量，無需做精確控制和計量的場合，可以選擇精度等級稍低的超聲波明渠流量計；

2、如果要測量流速指標，需要選擇多普勒明渠流量計或多聲道明渠流量計；若只選擇測量流量，則用超聲波明渠流量計即可；

3、流體特性主要指燃氣的壓力、温度、密度、黏度、壓縮性等，由於煤氣的體積隨着温度、壓力而變化，應考慮是否要補償修正。

4、儀表性能是指儀表的精度、重複性、線性度、量程比、壓力損失、起始流量、輸出信號及響應時間等，選流量計時應對上述指標進行仔細分析比較，選擇能滿足計量介質流量要求的儀表。

5、安裝條件是指燃氣流向、管道走向、上下游直管道長度、管徑、空間位置及管件等，這些都會影響燃氣煤氣流量計的準確運行、維護保養和使用壽命。

6、經濟因素是指購置費、安裝費、維護費、校驗費及備品備件等，其又受燃氣煤氣流量計的性能、可靠性、壽命等影響。

◆測量範圍大，流量測量不受支流面回水的影響。

◆測量時不受水中漂浮物泥沙、氣泡和水位大幅度變化的影響流量傳感器對水流產生阻力結構簡單、體積小、安裝方便。

◆標準渠道不需要改造可直接安裝，安裝施工費用低。

◆儀表顯示輸出功能齊全，可顯示水位、流速、流量、累計流量等測量數據，並具有RS-485通訊接口。

◆具有水位、泥位、流速超限報警功能。

◆具有數據保存功能，可在長期停電的情況下保存設置參數和流量值。

針對城市供水引水渠、工業引水和排水渠、污水治理渠道等流量測量特點，應考慮以下因素選擇合適的測量方法。

（1） 水路大小和形狀，流速範圍，最大流量和最小流量；

（2） 測量精確度要求；

（3） 流量計設置場所和環境條件；

（4） 液體狀況，潔淨程度，含有固相濃度，腐蝕性；

（5） 現場允許落差（或升高水位）和渠道坡度；

（6） 與液體接觸的儀表零部件材料；

估算渠道流量和抬高水位

對於新建單位可通過工藝流程計算渠道流量與擬安裝位置，再選定儀表規格。對於老企業添置儀表要估計既有渠道流量和確認儀表上游允許升高水位；即確定流量儀表規格和流量範圍，要取決於渠道峯流量和允許升高水位兩個因素。

（1）估計峯流量

通常有投浮子法和日排放量估算法兩種方法。

（1） 投浮子法 既有明渠可採用投浮子法測定和估算流量。選定在最大流量時，兩人距離L(20~50m)立於直渠道旁，上游一人投放浮子（一般是木製圓片），下游一人在投放木片的瞬間啓動計時，當浮子到達時停止計時，得時間t，求出渠道表面流速υ m/s(υ=L/t) 。再測出渠道流通截面積Am2，便可從式(5)估算流量Q 式中 K---------修正係數，因表面流速大於平均流速，一般取0.84~0.90.

（2）從日排放量Qd估算峯流量Qp 在沒有條件用投浮子法或新建系統，可採用實際（或設計）的排放量來估計峯流量，估算公式如式（6）或（7）式中 Ku------不均勻係數，如為均勻連續排放，可取1.1~1.2；

H -------每天集中排放累計小時數，如為不均勻連續排放，則按集中排放小時計算。

（2） 確定抬高水位

除流速-水位流量計和非滿管電磁流量計外，渠道安裝流量計後其上游均要抬高水位。對於新設計的渠系可按測量流量範圍和周邊環境條件全面考慮確定升高水位高度。對於現有渠道在選定流量計時，要考慮上游渠系水位抬高後的影響（如水位是否會漫溢出渠道），然後再按確定的水位升高高度和峯流量值選定儀表規格。

年檢校準的基本要求校準應滿足的基本要求如下：

（1）環境條件校準如在檢定(校準)室進行，則環境條件應滿足實驗室要求的温度、濕度等規定。校準如在現場進行，則環境條件以能滿足儀表現場使用的條件為準。

（2）儀器作為校準用的標準儀器其誤差限應是被校表誤差限的1/3~1/10。

（3）人員校準雖不同於檢定，但進行校準的人員也應經有效的考核，並取得相應的合格證書，只有持證人員方呆出具校準證書和校準報告，也只有這種證書和報告才認為是有效的。

校準可以找地方計量所或者第三方校準單位，如上海計量所，廣東計量所，蘇州計量校準網等.... ，前提都必須得有國家辦法的CNAS計量

常用渠用流量儀表適用範圍和性能比較歸納如表。

表 渠用流量儀表性能比較

各類儀表的特點前文已有所論述，做綜合比較。

（1）水頭損失或上游側抬高水位 流速-水位法沒有因測量帶來水頭損失，其餘幾種方法渠道均要被截流或裝入一段流量檢測件段，抬高上游水位。潛水電磁流量計由於可裝分流模型，升高水位可比較靈活地選擇。

（2） 安裝方便性 流量檢測件本身和安裝以槽最為複雜，堰和潛水電磁流量傳感器相對簡單。

對已有渠道改造，安裝流量檢測件時挖掘工程量大，特別是暗渠要設置檢查井（陰井），往往成為否定選用方案的原因。

除潛水電磁法外，其他各類方法均有直渠道要求，這給選擇測量點位置帶來許多制約條件。

明渠流量計與其他封閉滿管流量儀表不同，式在非滿管狀態下或敞開渠道具有自由便面自然流的流量儀表。明渠原理的明渠流量計價格低廉、使用簡單，因而在明渠流量測量中被廣泛採用。